吲哚-3-甲醇的合成

第28卷第6期现代化工June 20082008年6月Modem Chemical Industry.43.吲哚~ -3-甲醇的合成沈新安(江苏省徐州医药高等职业学校,江苏徐州21116)摘要:以吲哚、氧氯化磷和N, N-二甲基甲酰胺为原料,通过Vlemrie-Hack反应合成吲哚-3-甲醛,产率为87.1%;再选擇甲苯-水反应体系,用霸氢化钾作还原剂,在50~ 600下还原得吲哚3-甲醇,反应条件温和,将反应、萃取、重结晶-次性完成，产率为69.0%。.关键词:吲噪-3_甲醇;吲哚3-甲醛; Vlsmeier Hack反应;硼氢化钾中團分类号:0629文献标识码:A文章编号:02533 - 4320(2008060 - 0043 -03Synthesis of Indole 3-carbinolSHEN Xin-an(Jingu Xuzbou Vocalional Cllege of Pamaceutics, Xuzbou 21116 China)Abstract: In an industrial Bcale, indole3-carboxaldehyde is obtained in a yield of 87.1% from indole by Vilsmeier-Hackreaction with phosphorus oxychloride and N, N-dimetylfomamide. Under the temperature between 50 - 60C indole3-carboxalehyde is reduced with plassium brohydide to give indole 3-carbinol in the pesence of methyberzene and water.Theyield of indole3-carbinol can reach 69.0% .Key words: indole 3- carbinol; indole 3-carboxaldehyde; Vilsmeier-Hack reaction; ptasium boroydride吲哚-3-甲醇(I3C)作为十字科蔬菜的自然食物50、200.300 L搪瓷反应釜;低温真空干燥箱;成分,对机体许多器官的肿瘤发生具有抑制作用,对φ 200 mmx 4 000 mm填料塔。XCR- 显微熔点测定癌具有一定的化学预防作用,并可使肿瘤多药耐药仪;Vario ELII元素自动分析仪; FTR-360红外光谱性逆转[1-5)。文献报道的吲哚-3- 甲醇合成方法大仪;AV-500核磁共振仪;Varian5060高效液相色多以吲哚~ -3-甲醛为原料,在不同的反应体系中(甲谱仪。醇、乙醇、热水)以不同的还原剂(氢化锂铝[6]、硼氢1.2实验步骤化钠(6]、氢气[7]等),还原吲哚~ 3-甲醛得到吲哚-3-合成步骤见下式。甲醇,上述合成方法中,以甲醇为溶剂工艺过程烦琐,产品色泽不好;以乙醇为溶剂[8] ,大量无机盐存.n-Cm在于粗品中,需进行重结晶;以热水为溶剂,硼氢化-CHO-CH.OH钾分解过快,产品产率较低。笔者以吲哚、氧氯化磷中和N,N-二甲基甲酰胺为原料,通过Vilsmeier-Haack1.2.1吲哚 -3-甲醛的合成反应首先合成吲哚-3-甲醛,再选择甲苯-水反应体在50L搪瓷反应釜中加入8kg N,N-二甲基系,将反应、萃取、重结晶- -次性完成,用硼氢化钾还甲酰胺、11.7 kg吲哚.搅拌溶解,备用。原得吲哚-3-甲醇。该法反应条件温和,操作简便，在200L搪瓷反应釜中加入32 kgN,N-二甲基大大降低生产成本,产率较高,成功地实现了工业化甲酰胺,搅拌冷却至5~ 8C,开始滴加氧氯化磷,控生产。制滴加速度,保证反应釜内温度在15~ 20%;氧氣化磷滴加完毕后,开始滴加溶有吲哚的N, N-二甲1实验部分基甲酰胺溶液,反应釜内温度控制在20~ 30C,滴1.1试剂与仪器加完毕后在该温度下不断搅拌约45 min,加人碎冰吲哚、氧氯化磷、N,N-二甲基甲酰胺(DMF).20kg,缓慢加人约90kg16%质量分数的氢氧化钠氢氧化钠、甲苯硼氢化钾等,均为化学纯。水溶液,反应釜内温度控制在20 ~ 30心;一次性加收稿日期2008-02-03基金项目:江苏省火炬计划项目(H2001329)作者简介:沈新安(1965 -),男,大学,高级工程师,副教授，主要从事精细化工产品开发,0516 - 85046eeu65010@0 126.com。现代化工第28卷第6期人约30kg16%质量分数的氢氧化钠水溶液;加热至2结果与讨论沸腾1 min,冷却、结晶、离心过滤、蒸馏水洗涤、烘干得12.63 kg浅黄色结晶体,产率87.1% ,熔点197~2.1吲哚- 3-甲醛的合成198C(文献[9]数据为196~ 197C)。吲哚-3-甲醛吲哚具有弱酸性,其亲电取代反应在杂环上进的结构经由元素分析、红外(IR)和核磁共振氢谱行,取代基主要进入β-位。因为进入β-位后形成('H-NMR)证实。元素分析，实验值(理论值)/%:C的中间体正离子保留了苯环结构,电荷可向苯环上74.71(74.47),H 4.80(4.86),N 9.56(9.65)。IR离域而趋于稳定。通过Vilsmeier-Haack 反应在芳杂(KBr), y/cm-':3 171,3 043,2 932,2 821,2 712, .环上引人甲酰基,在这里甲酰基主要进入吲哚环的1 635,1 573,1 520,1 444,1 390。'H-NMR(500 MHz,β-位。反应机理为N_取代的甲酰胺先与氧氯化DMSO-d6), 8:7.19 ~ 8.26(m, 5H,ArH) ,9.93(s,1H,磷生成配合物,然后进-一步解离为具有正碳离子的CHO),12. 10(s, 1H,NH)。活性中间体,再对芳核进行亲电取代反应,生成a-1.2.2 吲哚-3-甲醇的合成氯胺后很快水解成醛["]。在300 L搪瓷反应釜中加人8.7 kg 吲哚-3-甲N,N-二甲基甲酰胺与氧氯化磷反应生成配合醛、145 kg甲苯.6.48 kg硼氢化钾，48 kg蒸馏水,加物是放热反应,须在冰水浴中进行,并严格控制反应热,维持反应温度50~60C 5 h,冷却至15~ 20C,温度,否则会影响产品的色泽; C-甲酰化反应是吸加50kg蒸馏水处理,离心过滤、蒸馏水洗涤、烘干热反应,需要加热。所用的氧氯化磷是催化剂,作用得6.09 kg灰白色片状晶体,产率69.0% ,熔点98~是促进二甲胺的脱落并与之结合,其纯度会影响产100C(文献99~ 100c[10])。元素分析,实验值(理品的收率,所以使用前需重新蒸馏。论值)/%:C 73. 58(73.45),H 6.20(6.16),N 9.42吲哚环是亲电杂环,在酸性条件下尤其不稳定，(9.52)。IR(KBr), γ/cm~':3 380,3 052,2 927,可能发生吲哚环的自聚和氧化反应,反应后期氢氧2 865,1 543,1 455,1 420,1 356。H-NMR(500 MHz,化钠的加入可以中和反应生成的磷酸和盐酸。DMSO-dg), 8:4.67(d,J =5.3 Hz, 2H, CH2), 4.712.2吲哚3-甲醇的合成(dd, J=6.0,4.7 Hz, 1H, 0H),6.96~ 7.63(m, 5H, .笔者选用硼氢化钾作还原剂,因与硼氢化钠比ArH) , 10.83(s, 1H,NH)。较,硼氢化钾无吸湿性。还考察了以甲醇、乙醇、(上接第42页)参考文献基于NCBI( ht:///w ncbi. nlm. mih. gov)数据库,对测序结果进行同源性检索和分析,发现电池中[1] Kim B H, Kim H J, Hyun M s, a al. Diret lctode rectionof Fe(M )-reducing bacterum, Sheunela purefaciens [J].」Micnbiol.分离出的微生物属于Pseudomonas Sp. partial 16SBiotechnol, 1999(2):12729 131.rRNA gene train KY(AG278108. 1)(假单胞菌属)的[2] JangJ K, Pham T H,Chang I s, a al. Constnuction and openation dfa-种。novel mediator- and membrane less microbial fuel cell[J] . Procee Bio-chenisty , 2004,0 39: 1007 - 1012.3结语[3] Liu H, Logan B E. lecticity gnenation uing an arcahode singe在微生物驯化过程中,醋酸钠浓度较高电池性chamber microbial fovel cell in he presence and abeence of a prolon echune membranel[J]. Envion Si Tol,0040,38(14):4040 - 4046.能主要决定于阳极表面吸附的微生物数量,而经过[4]詹亚力,张佩佩,闫光绪,等.微生物燃料电池及其应用研究进展长期驯化,电极表面吸附微生物达到饱和后,微生物[J].现代化工2007,27(1);13-17.活性取决于醋酸钠浓度的大小;溶液中存在02时,[s]国家环保护局.水和废水监测分析方法[M].北京:中国环境科学会使电池输出电压明显降低,但随着电池中02含量出版社.00.0降低,电池性能可以逐步恢复;溶液中存在NO5时,[6] Ghangekar M M, Aolckor s R,Jobhi s C. Cancteistics df slude de-veloped under diferent lading onditiris duing UASB reactor saut-会发生反硝化作用,并相应降低电池的电量输出。and ganlatio[J].Water Resxrdc2005039.1123-21 1333溶液COD的降解符合一级反应动力学方程。通过[7] Kim H J,Park H S,Hyun M s, a al. A mdiaodes microbial fuel cell16S rRNA的基因分析,电池中的优势微生物为假单using a metal roducing becterim[J]. Enxyme and Microbial Technology,胞菌属的一种。2002(30):145- 1S2.■2008年6月沈新安:吲哚-3-甲醇的合成45热水、甲苯水为溶剂对产品产率及纯度的影响,反次性完成,产率可达69.0%。本法反应条件温和，应时间和产率见表1。操作方便,生产成本较低,便于实验室合成和工业化表1溶剂对产率的影响生产。溶剂甲醇乙醇热水甲苯-冰参考文献反应时间/h2[1]徐继红,楼亚敏吲噪-3-甲醉防癌作用研究进展[J].浙江医科产率/% .44.860.331.170.1大学学报，198.2(6):284- 286.[2] wattenberg L w. Wllia D L, Luke K L, a al.Diectary consiuents小以沸腾甲醇为溶剂，趁热加人硼氢化钾,反应tering the repone to chernical carcinogeus[J]. Fed Proe, 1975, 35:2h,真空浓缩,加氢氧化钠处理,用乙酸乙酯萃取,1327.[3] Watebeg L w. lhibin of neplasia by minor dictary cosituets甲苯重结晶，工艺过程烦琐,蒸出甲醇、乙酸乙酯时[J].Cancer Research, 1983,43(S):2448.温度较难控制,导致色泽不好。以乙醇为溶剂,可使[4]韩锐.肿瘤化学预防及药物治疗[M]北京:北京医科大学,中国反应相对充分完全,但大量无机盐存在于粗品中,需协和医科大学联合出版社.19:382.进行重结晶。以热水为溶剂时,产品色泽较好,但硼[5] Takshahi N, Dashwood R H, Bjeldanes L F, a al. Mechaniems of indole3- carbonol (B3C) anticarcinognesis: Ibibition of alatoxion B1-氢化钾分解过快,产品产率较低。以甲苯-水为溶DNA adduction and mutaganesis by BC aeid condestion pouct[].剂,相对于前几种溶剂,该工艺可以使反应、萃取、重Food Chem Toicol, 19,3( 10):851 - 8S57.结晶一次性完成,产品产率较高,能回收甲苯;但是[6] Lece E.-Hydrasyetylinole[J].J Am Chem Soe, 19,8122):甲苯稍有毒性,有杂质时产品易呈现红色,因此最后6023- 6026.的蒸馏水洗涤须充分多次。[7] Madinveitin J. The ulaloids of anndo donax L[].J Chem Soe,1937,1927- 1929.3结语[8]周佳栋,曹飞. N-取代吲哚- 3-甲醇的合成[J].精细化工,007,24(4):380- 384.通过Vilsmeier-Haack反应,由吲哚、氧氯化磷、[9] Jemes P N, Snyder H R. ldole3edlelhyde[J]. 0ng Symth, 199,39:N,N-二甲基甲酰胺可以合成吲哚-3-甲醛,产率可30-33.[10] Heny D W,lete E. Am ine oride.1.Gnm ine oride[].J Am Chemn达87.1%。然后以吲哚-3-甲醛为原料,选择硼氢Soe, 1957,79(19):5254 - 5256.化钾为还原剂、甲苯-水为反应溶剂,在50~ 60下[11]闻韧.药物合成反应[M].2版.北京:化学工业出版社，20:反应5h合成吲哚~3-甲醇,将反应、萃取、重结晶--151. 12008国际橡塑展再度摘得亚洲第一塑料橡胶 展的桂冠第二十二届中国国际塑料橡胶工业展览会于2008年4与发 展高峰论坛”的成功举办后,主办单位雅式展览服务有月17- 20日在上海新国际博览中心隆重举行。4天的展会 限公司联同中国塑料加工工业协会、美国塑料工业协会↓. 迎接了来自五大洲118个国家及地区的72 161名观众,其(SPI)中国塑料机械工业协会及上海塑料行业协会于4月↑中海外买家达11 760,占观众总人数16.3%。 中国轻工业 16日举办了“2000中美塑料行业合作与发展高峰论坛”,论I联合会陈士能会长、上海工业经济联合会蒋以任会长、中国 坛邀请到200多家国内外企业, 就中美双方塑料行业发展. 塑料加工工业协会廖正品会长、欧洲塑料橡胶工业机械制 趋势、技术特点及面临的机遇和挑战进行了深人的交流,从造 商协会Bemhard Merki会长、上海 塑料行业协会戎光道会 而不断发掘两国塑料行业共存之商机与共谋合作 的机会。长、杜塞尔多夫展览(中国)有限公司冯培喜行政总裁及雅此外,为迎接即将举行的北京奥运,展会特设的“橡塑式展览服务有限公司朱裕伦董事长出席了开幕仪式。与体育馆”吸引了众多国内外媒体及观众前来观摩及参与。本届展会面积达134 500 m? ,较2006年增加了46%,有该届展会推陈出新，以集专业化、国际化及活力为-体近1 800家著名海内外供应商及来自奥地利、加拿大、法的全新形象 面向展商及观众。展会的整体设计亦由代表塑， 国、德国、意大利、日本、中国.中国台湾省、英国及美国10 料原材料、机械、模具、半制成品等不同的图案拼构而成,并f个展团携手参展,现场展示1 800多台中外的机械设备及 体现于现场各项大小设施及装饰,务求给与会者有耳目一↓t化工原材料,展会规模和展商阵容属历届之冠。新的感觉。(雅式展览服务有限公司)该届展会继20070年“总裁论坛"及“中印塑料行业合作